Газопоглотитель

Изобретение относится к электротехнической промьшшенности, в частности к производству ла)п накаливания . Целью изобретения является повышение эффективности газопоглощения. Газопоглотитель выполнен на основе металлов в аморфном состоянии. Повышение эффективности газопоглощения на основе аморфных металлов происходит в результате их перевода в активное состояние. Активирование газопоглотителя происходит при температуре модификационного перехода. Кодификационный переход осуществляется благодаря перестройке структуры вещества газопоглотителя из метастабиль- (Л ного состояния, которьп является аморфное, в термодинамически стабильное состояние, которым является кристаллическое . Использование металлов в аморфном состоянии позволяет повысить активность газопоглотителя, ю скорость поглощения, а следователь ч1 но, срок службы ламп. 1 ил,, 1 табл. со

1 Изобретение относится к электротехнической Промыршенности и может быть использовано для производства ламп накаливания, а также различных электровакуумных устройств электронной промътленности. Целью изобретения является повышение эффективности газопоглощения. На Чертеже приведены кривые, изменения массы образцов лт/т предлагаемого газопоглотителя (кривая 1) и газопоглотителя на основе цирв:ония марки ПЦрК-3 (кривая 2) от температуры для среды газа-наполнителя ламп + 14% N). накаливания (Аг Повышение эффективности газЪпоглощения на основе аморфных металлов происходит.в результате их перевода в активное состояние. Перевод предл гаемого газопоглотителя в активное состояние происходит при температур модификационного перехода, практичес ки мгновенно в зависимости от приро ды и дисперсности газопоглотителя (за. секунды и доли секунд). Модифи кационный переход осуществляется в результате перестройки структуры ве щества газопоглотителя из метастабильного состояния, которым являетс аморфное, в термодинамически стабиль- зо ных

ное, которым является кристаллическое . Это термодинамически выгодный процесс, он сопровождается уменьшением энергии системы и является экзотермическим . Экзотермичность процесса перехода газопоглотителя обусловливает высокую скорость газопоглощения , так как в момент перестрой .ки структуры связи ослабляются и находятся в очень активном состоянии, по при перестройке структуры выделяется большое количество тепла,, что также облегчает процесс взаимодействия газопоглотителя с примесными газами , т.е. повьпяает его активность. Температура модификационного пере хода газопоглотителя на основе аморф ного металла в кристаллическое состо яние , как это установлено опытным путем, ниже температурь, активирования этого металла в кристаллическом сойтоянии. Кроме того, процесс перехода предложенного газопоглотителя из аморфного состояния в кристалл.ическое связан со структурными изменениями всей системы. Структурная неоднородность и внутреннее напряжение при модификационном переходе

ных защитных; соединений, что создает благоприятные условия для работы нагреваемых элементов устройства.

Применение газопоглотителя на основе металлов в аморфном состоянии позволит предотвратить вредное воздействие остаточных газов на нагреваемые элементы (например, вольфрамовую спираль) и поддерживать требуемую 9 приводят к образованию в газопоглотителе трещин (массивный газопоглотитель ) или рассьтанию его частиц Vдисперсный газопоглотитель) на блоки . При этом возрастает активная поверхность газопоглотителя и, следовательно повьшается эффективность газопоглощения. Газопоглотитель на основе аморфных металлов пассивен к активным газам воздуха до температуры модификационного перехода. Это позволяет длительно хранить газопоглотитель и предохранять его от взаимодействия с газами при технологических операциях введения в устройство. Кроме того, предлагаемый газопоглотитель значительно уп-рощает технологию активирования и снижает затраты энергии на осуществление этого процесса. При налимий в устройстве внутреннего теплового источника газопоглотитель достаточно разместить в зоне, где при включении устройства реализуются температуры, превьшающие температуры модификационного перехода . Предлагаемый газопоглотитель при его использованииНе выделяет побочпродуктов разложения поверхностчистоте внутреннюю среду устройства , а следовательно, повысить экслуатационную надежность и долговечость устройств. П р и м. е р 1 . Газопоглотитель из порошка аморфного алюминия готовят в спиртовой суспензии, после чего его наносят на электроды модельной лампы накаливания (трехэлектродная лампа, у которой одна из-спиралей заменена на вольфрамовую контрольную нить 040 мкм) по существуюп1ей технологии. После заварки лампы проводят активацию газопоглотителя в течение 3 с ВЧ-нагревом, либо ИК-нагревом при 450-500С, т.е. при температуре модификационного перехода . В момент модификационного перехода газопоглотитель проявляет высокую активность к поглощению кисло рода, воды, оксидов углерода. Погло щение этих газов продолжается после модификационного перехода в кристал лическое состояние при пониженных температурах. Низкотемпературному газопоглощению вредных газов способ ствует дефектная структура кристалл ческой решетки газопоглотителя, так как быстрый процесс кристаллизации не успевает выстроить совершенную кристаллическую структуру. Эффективность газопоглотителей предлагаемого и базового (порошок алюминия ПАП-1) - оценивали по результатам испытания модельных ламп на срок службы и анализа количества вредных газовых примесей с помощью масс-спектрометра. Средний срок службы модельных ламп, по которому оценивали эффективность газопоглотителей, определя ли по результатам испытания партии из 20 ламп. По сравнению с модель-. ными лампами с известным газопоглотителем средний срок службы ламп с предлагаемым газопоглотителем возро в 4,2 раза. Это свидетельствует о повьттении. эффективности газопоглоще ния, предлагаемым газопоглотителем в результате перевода последнего в активное состояние и увеличения ско рости газопоглощения. Результаты испытаний приведены в таблице. Приведенные в таблице результаты масс-спектрометрического анализа ла пы А 12-32 свидетельствуют о перево де предлагаемого газопоглотителя в активное состояние и высокой скорос поглощения вредных примесей. Алюминий марки ПАП-1 обладает низкими газопоглощающими свойствами при этих температурах, что свидетел ствуеТ о незавершенности процесса активирования. Пример 2. Порошок аморфного циркония и базового газопоглотителя ( порошок циркония марки ПЦрК-З наносят на электроды модельной лампы, накаливания способом аналогичным при , меру I, После изготовления лампы про водят активирование газопоглотителя за счет тепловой энергии, создаваемо внутри лампы телом накала. При этом температура газопоглотителя 350400С , что выше температуры модифика ционного перехода циркония из аморфного состояния в кристаллическое. Средний срок службы модельных ламп с предлагаемым газопоглотителем по сравнению со сроком службы ламп с газопоглотителем из циркония марки ПЦрК-З возрос в 3,8 раза. Полученные результаты свидетельствуют о повышении эффективности газопоглощения предлагаемым газопоглотителем ho сравнению с цирконием марки ПЦрК-3, Газопоглощающие свойства аморфного порошка циркония и циркония марки ПЦрК-3 исследовали на сорбционной-вакуумной установке весовым методом. Как видно из чертежа, при температуре модификационного перехода (350°С) масса образца предлагаемого газопоглотителя (кривая 1) резко возрастает, что связано с повышением активности и скорости газопоглощения (кривая 2) .Прирост массы газопоглотителя на основе циркония марки ПЦрК-3 незначителен , что объясняется наличием на поверхно.сти образца окисного слоя, препятствующего газопоглощению, и низкой скоростью газопоглощения.При снижении температуры скорость газопоглощения у известного газопоглотителя ниже по сравнению с предлагаемым газопоглотителем. Это связано . с образованием активной поверхности предлагаемого газопоглотителя (как внешней, так и внутренней за счет рассыпания частиц на блоки в момент модификационного перехода) и наличием большого числа реакционноспособных: центров. Пример 3. Порошки аморфного анадия и ванадия в кристаллическом остоянии исследовали на эффективость газопоглощения в модельных ампах аналогично примеру 1. Нагрев активирование газопоглотителя осуествлялись за счет тепловой энергии, оздаваемой внутри лампы вольфрамоой спиралью. Достигаемая при помощи учистого нагрева температура газооглотителя и , что вьшзе темпе-атуры модификационного перехода анадия из аморфного состояния в ристаллическое. Средний срок службы одельных ламп с предлагаемым газооглотителем по сравнению с лампами газопоглотителем из кристалличесого ванадия возрос в 2,4 раза. Это видетельствует о повышении эффективности геттерирования предлагаемого газопоглотителя. Модификационньш переход ванадия из аморфного состоя ния в кристаллическое способствует переводу газопоглотителя в активное состояние, в результате чего возрастает скорость газопоглощения и, следовательно, повышается эффек-тивность газопоглощения. По сравнен с предлагаемым газопоглотителем газопоглотитель из кристаллического в надия-при рабочих температурах в модельной лампе обладает низкой ско ростью газопоглощенил, поскольку ре ализуемая в лампе температура нб достаточна для активирования газопогл тителя. Пример 4, Газопоглотители в виде прессованных таблеток на никелевой подложке из порошков аморфного молибдена и молибдена марки МЭ-1 закрепляют на электродах модел ной лампы, Б готовой модельной лампе газопоглотители нагреваются до 520С внешним источником ИК-излучения . При этой температуре происходи модификационный переход у образца аморфного газопоглотителя. Результаты испытаний ламп свидетельствуют об увеличении срока слу7К бы ламп с предлагаемым газопоглотителем в 2,9 раза но сравнению с лам пами с газопоглотителем из молибден МЭ-1. Это связано с переводом предл гаемого газопоглотителя в активное состояние и повышением скорости газопоглоще - ия , Пример 5. Порошки аморфног никеля и никеля марки ПНЭ-1 исследовали на эффективность газопоглощения аналогично примеру 3. Температура модификационнотч:) перехода аморфного никеля 280°С, Срок служ бы модельных ламп с предлагаемьм газопоглотителем возрос в 3,2 раза по сравнению с лампами с газопоглотителем из никеля марки ПНЭ-1, Это свидетельствует о переводе предлага емого газопоглотителя в активное состояние и увеличении скорости газ поглощения , Пример 6. Порошки аморфной меди и меди марки ПМС-1 исследовали на эффективность газопогло1чения аналогично примеру 3, При температуре модификадионного перехода И 300°С происходит перевод предлагаемого газопоглотителя в активное состояние. Результаты испытаний модельных ламп с газопоглотителем из меди марки ПМС-1 показали увеличение срока слу:кбы в 2,1 раза по сравнению с лампами с газопоглотителем из меди марки ПМС-1 Получают газопоглотители на основе металлов в аморфном состоянии любым из известных способов, например электрическим взрывом проводников или воздействием кондентрированных потоков энергии на материалы. Предлагаемы газопоглотитель может быть изготовлен в виде порошков различной дисперсности, кусочков фольги, прессованных таблеток, отдельных кусочков металла. Размещение газопоглотителя проводят в местах, не ухудшающих основных характеристик прибора , например в лампах накаливания на электродах, телах накала, нижней части колбы, линзочках, поддержках. Металлы в аморфном состоянии обладают малой активностью к поглощению агрессивных газов (О , СО, СО, ) до температуры модификационного перехода. Перевод газопоглотителя в активное состояние резко увеличивает скорость газопоглощения, росту которой способствует экзотермичность модификадионного перехода, Таким образом, снижение температуры перевода предлагаемого газопоглотителя в активное состояние, увеличение скорости газопоглощения и реакдионной поверхности приводит к повьшюнию эффективности газопоглощения , Формула изобретения Газопоглотитель на основе металлов , отличающийся тем, что, с делью повьппения эффективности газопоглощения, использованы металлы в аморфном состоянии.